在一項(xiàng)針對(duì)失聰大鼠的新研究中，來自美國(guó)紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)重新啟動(dòng)大腦適應(yīng)新環(huán)境的自然能力（即神經(jīng)可塑性），可以提高人工耳蝸（cochlear implant）恢復(fù)聽力損失的效率。他們指出，這項(xiàng)研究可能有助于解釋人工耳蝸植入者所經(jīng)歷的聽力改善方面的極端差異。相關(guān)研究結(jié)果于2022年12月21日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Locus coeruleus activity improves cochlear implant performance”。

與可以放大、平衡和銳化傳入的聲音的助聽器不同的是，人工耳蝸直接向大腦發(fā)送代表聲音的電信號(hào)。專家說，不幸的是，要理解這些信號(hào)的含義可能需要時(shí)間。過去的研究已表明，雖然一些人工耳蝸植入者在收到他們的人工耳蝸幾小時(shí)后就能理解一些語(yǔ)音，但其他人需要幾個(gè)月或幾年才能做到。然而，決定大腦能多快適應(yīng)植入物的機(jī)制一直不清楚。

在這項(xiàng)新的研究中，這些作者對(duì)大鼠進(jìn)行的新研究評(píng)估了刺激位于哺乳動(dòng)物腦干深處的神經(jīng)可塑性的主要部位---藍(lán)斑核（locus coeruleus）---是否能提高它們學(xué)會(huì)使用它們的人工耳蝸的速度。結(jié)果表明，在接受人工耳蝸移植的短短三天內(nèi)，得到額外刺激的大鼠能夠有效地完成需要準(zhǔn)確聽力的任務(wù)。相比之下，那些沒有受到額外刺激的大鼠需要長(zhǎng)達(dá)16天的時(shí)間才能做到這一點(diǎn)。

論文第一作者、紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Erin Glennon博士說，“我們的研究結(jié)果表明，神經(jīng)可塑性的差異，特別是在大腦的某些部分，如藍(lán)斑核，可能有助于解釋為什么一些人工耳蝸使用者比其他人更快地改善聽力。”

在早前的研究中，科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)，電刺激嚙齒動(dòng)物的藍(lán)斑核會(huì)增加神經(jīng)可塑性，并改變大腦聽覺系統(tǒng)對(duì)聲音的表現(xiàn)方式。然而，這項(xiàng)新的研究首次證實(shí)，刺激這一大腦區(qū)域會(huì)加速人工耳蝸植入者的聽力改善。

在這項(xiàng)新的研究中，這些作者訓(xùn)練聽力正常的大鼠在聽到特定的聲音后按下一個(gè)按鈕，如果聽到不同的音調(diào)，就忽略這個(gè)按鈕。一旦失聰，這些大鼠就無法完成任務(wù)。然后給它們植入人工耳蝸，重新訓(xùn)練它們依靠該設(shè)備完成同樣的挑戰(zhàn)。

正常聽力的大鼠進(jìn)行/不進(jìn)行任務(wù)時(shí)的聽覺調(diào)節(jié)。圖片來自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05554-8。

在這些發(fā)現(xiàn)中，這項(xiàng)新的研究顯示，當(dāng)這些大鼠學(xué)會(huì)使用它們的人工耳蝸時(shí)，藍(lán)斑核活動(dòng)發(fā)生了顯著的變化。起初，當(dāng)它們?cè)诼牭教崾疽舨聪抡_的按鈕后獲得食物時(shí)，該大腦區(qū)域最為活躍。在它們學(xué)會(huì)將按下按鈕與獲得獎(jiǎng)勵(lì)聯(lián)系起來后，當(dāng)它們只是聽到音調(diào)時(shí)，藍(lán)斑核活動(dòng)就達(dá)到了高峰。值得注意的是，這種變化發(fā)生得越快，大鼠在任務(wù)中持續(xù)成功的速度就越快。

論文共同通訊作者、紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Robert Froemke博士說，“我們的結(jié)果表明，改善藍(lán)斑核的神經(jīng)可塑性可能會(huì)加快和加強(qiáng)人工耳蝸的有效性。”Froemke說，該團(tuán)隊(duì)接下來計(jì)劃探索非侵入性刺激人類中這個(gè)大腦區(qū)域的方法。

論文共同通訊作者、紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Mario Svirsky博士說，“由于我們的目標(biāo)是激活藍(lán)斑核，我們需要確定哪些非侵入性機(jī)制可用于觸發(fā)大這個(gè)腦區(qū)域。”

Svirsky提醒說，這些大鼠的聽力是在一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)中使用簡(jiǎn)單的聲音來檢查的，而人類需要在嘈雜的環(huán)境中對(duì)細(xì)微的語(yǔ)言模式做出反應(yīng)。他說，還需要進(jìn)一步研究可能涉及的其他大腦區(qū)域。（ Bioon.com）

參考資料：

1. Erin Glennon et al. Locus coeruleus activity improves cochlear implant performance. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05554-8.

2. Brain Flexibility Might Speed Up Hearing Improvements from Cochlear Implants
https://nyulangone.org/news/brain-flexibility-might-speed-hearing-improvements-cochlear-implants